生活污水处理工程技术方案.docx

编 制 说 明
设计处理水量为：50t/d，处理后水质达到《《北京市水污染物排放标准》（DB11/307-2005）中的二级排放限值要求。

其主要设计参数：

设计规模: 50 t/d
运行费用: 元/t

目 录
第一章 工程概况 1
1.1.项目简介 1
1.2.技术单位简介 1
第二章 设计原则和依据 3
2.1.设计范围 3
2.2.设计原则 3
2.3.设计依据 3
第三章 设计水量水质 5
3.1.设计水量 5
3.2.设计水质 5
第四章 工艺设计 6
4.1.处理工艺比较 6
4.2.处理工艺确定 9
4.3.工艺流程介绍 9
4.4.各处理单元设计参数 11
第五章 电气设计 13
5.1.设计范围 13
5.2.用电负荷 13
5.3.自控系统 13
第六章 投资估算 15
第七章 技术经济分析 17
7.1.技术分析 17
7.2.运行费用分析 17
7.3.环境效益分析 17
第八章 售后服务与承诺 18
8.1.设备、系统保修 18
8.2.技术支持 18
第九章 污水处理工程实施进度表 19
第十章 附图 20

第一章 工程概况
1.1.项目简介
北京进军世间美食有限责任公司是专门从事中餐工业化科研和生产的高科技企业，在北京顺义区李遂工业生态科技园投资1亿元，建立目前在国内处于领先地位的高科技食品和农副产品原料综合加工企业，其中包括中餐生产、米面食品、生切菜、畜禽产品、烹饪、酱卤肉制品、罐头食品、冷链快餐、速冻食品等加工生产的多项功能，是现代农产品深加工项目高科技领域内的革命性实践。在生产加工过程中排出大量的污水，其中主要污染物包括泥砂、蔬菜叶子、肉类清洗时掉落的杂质等等。为了保护周边的环境，北京进军世间美食有限责任公司决定对污水进行处理达标后再排放。
受北京进军世间美食有限责任公司委托，我公司根据其生活污水的水质水量情况，经过现场实际考察，本着处理技术的先进性、工程投资最低化、运行成本合理性的原则，编制本设计方案，具体要求如下：
1）处理能力：50t/d；
第二章 《北京市水污染物排放标准》（DB11/307-2005）二级排放标准设计原则和依据
2.1.设计范围
工程内容包括对污水处理站内污水处理构筑物和必要的附属构筑物进行工艺、土建、电气、仪表和自控系统的设计。
1）污水处理系统的污水、污泥处理工艺方案设计；
2）本项目所采用的主要污水处理设备的型号、规格及效能等；
3）污水处理厂平面布置；
4）对污水处理构筑物的初步计算及方案设计，包括主体构筑物以及必要的附属构筑物；
5）对工程投资进行估算；
6）与本工程配套的内部电气配电的设计；
2.2.设计原则
在出水水质满足《北京市水污染物排放标准》（DB11/307-2005）二级排放标准前提下，污水处理设施建设应遵循如下原则：
1）采用高效节能、操作简单的污水处理工艺，尽量减少投资和日常运行费用；
2）选用质量可靠、维修简便、能耗低的机电设备；
3）坚持综合利用、清污分流、合理确定设计规模，确保达标排放；
4）平面布置力求布局合理、紧凑、工艺流程顺畅、环境布局优美；
5）污水处理设施做到卫生安全、无扰民危害及有效控制二次污染。
2.3.设计依据
1）
2）国家和地方相关法规
《中华人民共和国环境保护法》（1989.12）
《中华人民共和国水污染防治法》（1996.5）
《建设项环境保护管理条例》（中华人民共和国国务院令第253号1998年12月）
3）国家和地方相关标准依据
《北京市水污染物排放标准》(DB11/307-2005)
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
《室外排水设计规范》（GB50101-2005）
《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）
《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
《建筑设计防火规范》（GBJ16-1987 2001年版）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002，J220-2002）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94 2000年修订版）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

第三章 设计水量水质
3.1.设计水量
根据建设单位提供的相关资料，本系统设计规模为：50t/d。
3.2.设计水质
1）进水水质
根据建设单位提供的相关资料以及同类工程污水水质情况，设计进水水质如表1所示：
表1 设计进水水质指标 单位：

SS

≤
≤
≤220
≤25
3
6~9

2）排放标准
确保各项指标达到《北京市水污染物排放标准》（DB11/307-2005）中二级排放限值标准，具体水质指标如表2所示：
表2 设计出水水质标准 单位：

≤
≤
≤
≤15
0.5
6~9

第四章 工艺设计
本生活污水处理工程将采用以生化法为主的处理工艺，其主体工艺为“H/O接触氧化+砂虑生态池”系统，为减少占地面积，本工程主要采用地埋式建设。
4.1.处理工艺比较
由于生活污水的排放特点与人们的生活规律密切相关，因此污水首先要排入调节池进行水量调节和水质均和。根据建设方提供的相关资料以及对污染源的分析，污水中含有漂浮物与较大颗粒悬浮物，因此，在污水进入调节池之前采用格栅对其进行必要的简单的物理处理，从而去除这部分污染物，以防止其堵塞工艺管道和在后续处理构筑物进行沉积，保证系统的畅通，减轻日常清理工作量，也从一定程度上减轻后续处理单元的负荷。
生活污水B/C（可生化性）一般在0.5左右，可生物降解性能好，故本工程拟采用生化法作为主体处理工艺。
目前，国内外用于生活污水处理的生化处理工艺主要有传统活性污泥法、生物膜法，A/O法、H/O法、CASS工艺和AB法等。下面针对以上几种生化处理工艺在本项目中的适用性进行详细阐述。
传统活性污泥法：
传统活性污泥法的主要处理构筑物为曝气池。经过一级处理的污水与从二沉池回流的活性污泥混合后进入曝气池，在曝气池中活性污泥首先对污水中的有机污染物进行吸附，而后菌胶团中的微生物在曝气作用下对其进行降解，随后曝气池中的泥水混合液自流进二沉池进行泥水分离，污水进入后期处理构筑物，活性污泥部分回流至曝气池以补充其中污泥的流失，另一部分活性污泥作为剩余污泥进入污泥处理系统进行处理。一般，二沉池内的活性污泥以进水量的25～50%返回曝气池（即污泥回流比为25～50%）。
活性污泥法常用于低浓度生活污水处理，有机物的去除效率达85%以上。但这种方法抗冲击负荷能力差，对水质变化敏感；产生的剩余污泥量大，增加后期污泥处理的成本；运行中出现的问题多，容易产生污泥膨胀、上浮等现象；池体占地面积大，土建投资高，且不适合地埋式建设。
生物膜法：
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）对污水进行处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌氧层、兼氧层、好氧层、附着水层和运动水层。
生物膜法工艺原理：生物膜首先吸附附着水层中的有机物，在好氧层由好氧微生物将其分解为CO2和H2O，并将氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮，厌氧层中在反硝化菌的作用下把硝态氮和亚硝态氮转化为氮气，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。
生物膜法对有机污染物的去除效率高，运行费用省；对水量、水质和水温波动适应性强，产生的污泥量较少（为传统活性污泥工艺的3/4），而且避免了污泥膨胀现象的发生。但是其占地面积大，构筑物建设投资高，且不适合于地埋式建设。
A/O法：
A/O法也被称为厌氧—好氧工艺，即在常规好氧活性污泥处理系统前增加一段厌氧生物处理过程。其中A为厌氧段，主要用于脱氮，O为好氧段，主要用于去除水中的有机物。
A/O工艺原理：在O段，好氧微生物以氧为电子受体将水中的有机污染物进行分解，硝化菌和亚硝化菌在一定碱度条件下，利用水中的溶解氧把氨氮转化为硝态氮。大量硝态氮通过内回流作用回流至A段，在缺氧条件下，厌氧反硝化菌以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮波还原为无污染的氮气，逸入大气从而达到最终脱氮的自的。
硝化反应：NH4+＋2O2→NO3－＋2H++H2O
反硝化反应：6NO3－＋5CH3OH（有机物）→5CO2↑＋7H2O＋6OH－+3N2↑
A/O工艺克服了活性污泥法的污泥膨胀、污泥上浮、占地面积大等缺点，且适合于地埋式建设，对污水中总氮排放有严格要求的项目常采用此工艺。
H/O法：
H/O法也被称为水解酸化—好氧工艺，即在常规好氧活性污泥处理系统前增加水解酸化生物处理阶段。与A/O工艺相比省去了后端硝化混合液的回流，脱氮效果较A/O工艺差，适用于污水中氨氮浓度不高的项目。
H/O工艺原理：厌氧反应一般经历水解、酸化和产甲烷三个阶段，而通过缩短水力停留时间把厌氧过程控制在水解或酸化阶段称为水解酸化，从原理上看水解酸化是厌氧反应的不完全过程，
污水中的有机污染物在H段进行水解酸化，把大分子有机物转化成小分子有机物，提高污水的可生化性；同时也将有机物中的部分有机氮（如蛋白质）转化为氨氮，因此H段对氨氮没有去除效果。在O段好氧微生物在氧的作用下把水中的有机物氧化分解为CO2和H2O，硝化菌以氧为电子受体，把氨氮氧化为硝态氮。
与活性污泥法相比，H/O工艺克服了污泥膨胀、污泥上浮、占地面积大等缺点，且适合于地埋式建设，对污水中总氮排放要求不严格或污水中总氮浓度低的的项目可采用此处理工艺。
CASS工艺：
CASS又称为循环式活性污泥系统，是在SBR基础上发展起来的衍生工艺，即在SBR池内进水端加设了一个生物选择区，实现了连续进水，间歇排水。生物选择区的主要目的是选择出适应强、更有针对性的微生物菌群，其容积约占整个池容的10%。
CASS工艺原理：在生物选择区内，微生物通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
CASS工艺抗冲击负荷大，对进水水质、水量、PH和有毒有害物质有较好的缓冲作用；生物选择区抑制了丝状菌的生长，可有效防止污泥膨胀；整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。
但是，CASS工艺设备闲置时间较长，池容利用率低，占地面积大，不适宜地埋式建设。
AB法：
AB工艺是吸附—生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型的污水处理工艺。
AB工艺原理：AB工艺由快速吸附降解A段和延时氧化B段组成，污水首先进入A段，在好氧微生物作用下对其中的有机污染物进行吸附分解，而后污水进入B段，在B段硝化菌对其中的氨氮进行充分的硝化。
AB工艺特点：a. 对预处理要求较低，不设初沉池；b. A段和B段各自拥有自己独立的回流系统，由吸附池和中间沉淀池组成A段，由曝气池和二次沉淀池组成B段，这样两段分开，有各自独特的微生物群体，处理效果稳定；c. 污泥产量大，A段产生大量剩余污泥，后期污泥处理工作繁重；d. 建设投资费用高，B段硝化菌时代周期长，增加了池容，增加土建投资。
4.2.处理工艺确定
通过对以上工艺的充分阐述和定性分析，结合建设现场实际情况及对水质排放要求，本着最大限度节约投资成本原则。本设计选用H/O（水解酸化+好氧）工艺作为主体生化处理工艺，充分利用厂区原有化粪池，将其作为厌氧池，即水解酸化池。为了进一步提高污水处理效果，采取如下两个措施：
第一、在好氧池内布置柔性立体填料，将其改造成H/O接触氧化工艺，这样在不增加池容的情况下，增加了反应池中微生物的菌群数量，将活性污泥法与生物膜法完美地结合在一起，综合发挥活性污泥法与生物膜法的优势，从而达到更好降解有机物和脱氮效果。
第二、在H/O接触氧化池后设置砂滤生态池，这样可以通过水生植物的根系对水中未去除的氮、磷等无机营养物进行充分吸收，对水中残余的有机污染物进行吸附拦截。
综上所述，本工程的生化主体工艺采用“H/O接触氧化+砂滤生态池”系统。
4.3.工艺流程介绍
根据以上对处理工艺的分析，拟采用以下处理工艺流程，如下图1所示：
① 格栅池
根据建设方提供的资料及污染源的分析，污水中含有较多的悬浮物与漂浮物，因此，必须采用简易的物理处理—格栅作为一级处理工艺单元，以去除这部分污染物，减轻后续处理工艺单元的负荷，防止其在处理工艺构筑物与管道的沉积堵塞，保证系统的畅通，减轻日常清理工作量。
② 生化处理系统：
化粪池：污水进入化粪池在厌氧条件下厌氧菌将其中的有机物进行消化，同时把其中难降解的有机物分解成简单的易降解的有机物，从而提高污水的可生化性。

图1. 工艺流程示意图

③ 一体化生物反应器：
一体化生物反应器是活性污泥法与生物膜法相结合的一种高效反应器。在活性污泥中微生物以空气中的氧为电子受体把污水中的有机物氧化分解为二氧化碳和水，把氨氮氧化为硝态氮，生物膜内部的反硝化菌在缺氧环境下把硝态氮还原成氮气，逸出水面。
④ 沉淀系统：
沉淀池的设置旨在分离生化系统的泥水混合物，保证出水SS稳定达标。在运行期间，进行污泥回流，能弥补前端生化池内污泥的流失，缩短培菌与调试周期，增强生化处理的效果，减少剩余污泥排放量。
本设计在沉淀池结构设计上，采用兼有辐流的竖流式沉淀结构，并辅以导流系统，以提高固、液分离效果，保证出水SS指标稳定。同时在沉淀池底部设置潜水式污泥回流泵，将所产生的少量生物污泥回流至厌氧一体化系统，以提高二级生化系统的污泥浓度，使生物污泥进行多级循环消化，剩余污泥排放量少。
⑤ 砂滤生态系统
砂滤生态系统主要是利用水生植物的根系对水中未去除的氮、磷等无机营养物质进行充分吸收，滤料和水生植物根系组成的立体网状结构对水中残余的有机污染物进行吸附拦截，从而达到进一步净化水质的目的。
⑥ 污泥处理系统
沉淀池中的活性污泥大部分回流至前段化粪池中进行消解，不但补充了水体内营养源，而且增加了生物的多样性。化粪池内污泥每隔一段时间清理一次。
4.4.各处理单元设计参数
① 格栅池
② 化粪池（已有）一体化生物反应器
③ 沉淀池
④ 中间水池
⑤ 砂滤生态配水池
⑥ 砂滤生态池
⑦ 阀门井
⑧ 设备间
，地下式配置设备：回转式鼓风机：HC-50S型，Q=1.06m³/min，P=30KPa，N=1.5KW，2台（1用1备）
PLC控制柜：KZ-2.5，1套，微电脑可编程控制柜

第五章 电气设计
5.1.设计范围
本项目电气设计范围包括：
1）设备间至工程所需机电设备间的线路连接工作。
2）系统内动力设备与监测仪表的电气与自控设计。
3）站内构筑物的动力、电气控制与自控系统的电缆敷设
5.2.用电负荷
表5. 电气负荷计算表

本站总装机容量为7.50KW，小时最大运行功率为3.75KW。
日平均运行功率3.75×5＝18.75KW。
说明：1、运行时间按5h/d，实际使用系数为0.21。
2、对有关电气设备连接、安装、调试，按国家有关规范进行安装施工和测试。
3、变频水泵由甲方根据实际需求设置，故未计算小时耗电量。
5.3.自控系统
本设计拟以自动控制为主，手动切换相结合控制方式。系统的供电由业主提供。
PLC控制器为自动控制的核心，本项目采用国内名优品牌PLC。该品牌系列适用于控制点较少的系统，产品质量良好，运行稳定，一般在污水处理中多有采用。
PLC设有开关量输入输出、模拟量输入输出、标准智能接口等模块。开关量输入各设备运行状态、故障、异常等信号，所有信号源提供无源常开节点。开关量输出控制各电机设备的运行、异常报警、状态灯等。模拟量输入将流量计等模拟量输出转换成12位数字量。
系统设有自动、手动（即就地）两种方式，人机界面，预留A/O接口，同时考虑应急措施及在事故突发状况下的各类自动保护措施，有关电气设备连接、安装、调试按国家有关规范进行。
在“自动”控制方式下，由电控柜内的集中控制器（PLC）根据工艺要求设定的逻辑关系，自动调制所有设备的启停，以及反馈设备运转运行工况。如：提升泵根据液位控制仪信号自动控制启停，根据时序逻辑开启备用泵，设备运行工况显示，设备故障报警，水位超高或过低报警等。
在“手动”控制方式下，各设备也可单台控制。需要时，将控制切换按钮转向“手动”即可。这样可以很方便地进行单机检修，或是在工艺调试阶段进行灵活调整。
所有电气设备均设短路过载、过流保护装置，并配置了运行信号输出及故障声光报警信号。为能昼夜了解处理设备的运行情况，将设备故障报警信号接至适当地点，以便及时排除故障，保障设施正常运行。

第六章 投资估算

序号
名称
规格及型号
单位
数量
单价(万元）
合价
(万元)
备注
一
结构部分

1
潜流湿地
7m×3m×1.5m
m³
31.5

砖混结构
2
设备间
3m×2m×1.9m
m2
6

砖混结构
3
基槽开挖回填

m³
340

4
小计

二
设备部分

1
人工格栅
CBGS-500
台
1
0.25
0.25

2
提升泵
50QW-10-10-0.75
Q=10m³/h，H=10m，N=0.75kw
台
2
0.18
0.36

3
一体化设备
BZHC-11A
台
1
12
12.00

4
弹性立体填料
Φ150*80*1800mm
m³
4
0.02
0.08

5
配水设施
CBPS-2.5
套
1
0.12
0.12

6
高效曝气器
Φ215
套
33
0.02
0.66

7
组合填料
Φ150*80*1800mm
m³
30
0.025
0.75

8
沉淀组合池
3.5m×2.5m×3.5m
套
1
2.8
2.8

9
污泥回流泵
50QW-10-10-0.75
Q=10m³/h，H=10m，N=0.75kw
台
2
0.18
0.36

10
中间池提升泵
50QW-10-10-0.75
Q=10m³/h，H=10m，N=0.75kw
台
2
0.18
0.36

11
鼓风机
HC-50S
Q=1.09m³/min，H=3m，N=1.5kw
台
2
0.75
1.50

12
填料支架

套
1
0.50
0.50

13
液位控制系统

套
2
0.10
0.20

14
管道阀门

项
1
0.50
0.50
国标
15
自控系统
CBKZ-2.5
套
1
0.50
0.50
国标
16
电线电缆

套
1
0.50
0.50
国标
17
湿地填料
卵石、陶粒、砾石
批
1
1.00
1.00

18
湿地植物
伞草、梭鱼草、香蒲、千屈菜
批
1
0.50
0.50

19
小计

22.94

三
工程总估算

1
结构部分

2
设备部分

22.94

3
小计

22.94

4
设计费
（3）×5%

免

5
运输费

免

6
安装调试费
（3）×8%

1.84

7
管理费
（3）×3%

免

8
小计
（3+4+5+6+7+8）

24.78

9
税金
（8）×3.41%

0.85

10
合计
（9+10）

25.63

费用说明：
第七章 技术经济分析
7.1.技术分析
本项目主要应用如下工艺和电控新技术：
采用H/O接触氧化+砂虑生态处理工艺，串联消解，互为补充。
工艺构筑物组合优化设计，布置紧凑，缩短管线和减少占地面积；
PLC工业自控技术，实现系统自动运行控制，操作管理方便。
7.2.运行费用分析

7.3.环境效益分析
本项目建成后，运行天数按360天/年计算：
每年处理生活污水量：
减少CODCr排放量：
减少BOD5排放量：

第八章 污水处理工程实施进度表

序号
工程进度
工期（天）
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
1
合同生效
1

2
现场勘查、资料补充调查
1

3
施工图设计
2

4
图纸会审及修订
1

5
土建施工
30

6
设备采购、加工运输
20

7
设备安装工程
10

8
清水试车
15

9
调试运行

10
总计
70

第九章 附图